[发明专利]基于时频分析的提取TWACS通信信号特征的方法

说明书

本发明实施例公开了基于时频分析的提取TWACS通信信号特征的方法，包括建立工频通信的传输模型，分析调制信号的传输特性；通过分析短时Fourier变换、魏格纳分布，提出了抑制交叉干扰的魏格纳分布法，抑制交叉干扰的魏格纳分布法具备良好的时频聚焦性和干扰项抑制特性，并且有着很好的计算效率，能够克服了收发端电压过零时差的影响，大大增强了工频通信系统的抗干扰能力，具有非常好的应用价值。

技术领域

本发明涉及工频通信技术领域,具体地说是基于时频分析的提取TWACS通信信号特征的方法。

背景技术

TWACS(Two Way Automatic Communication System，双向工频通信技术)是一种适用于电力配电网的双向数字通信技术，利用系统电压过零点处的电压和电流畸变信号实现信息传输，具有实现简单、成本低廉、抗干扰性能好、能够穿越变压器远距离通信等优点，比较适合复杂的电网环境。

准确地检测出调制信号的时域特性是TWACS技术的关键，而现有调制信号时域特征的检测方法存在抗干扰性能差及时频分辨率不可调的缺陷。

发明内容

本发明实施例中提供了基于时频分析的提取TWACS通信信号特征的方法，以解决现有技术中抗干扰性能差及时频分辨率不可调的缺陷的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明提供了基于时频分析的提取TWACS通信信号特征的方法，包括以下步骤：

建立工频通信的传输模型，分析调制信号的传输特性；

利用时频分析方法，确定调制信号的时域。

进一步地，所述传输模型包括工频通信主站A、用户终端B和变电站端主变压器一次侧E，变电站端主变压器一次侧E的一端连接阻抗R1的一端，变电站端主变压器一次侧E的另一端连接开关S的一端，开关S的另一端通过阻抗R连接漏感L的一端，漏感L的另一端分别连接漏感L1的一端、阻抗R2的一端和漏感L5的一端，漏感L5的另一端通过阻抗R5连接开关S的一端，阻抗R2的另一端通过漏感L2连接电容C的一端和阻抗R3的一端，电容C的另一端连接开关S的一端，阻抗R3的另一端通过漏感L3分别连接漏感L4的一端和漏感L’的一端，漏感L4的另一端通过阻抗R4连接开关S的一端，漏感L’的另一端依次通过阻抗R’和开关S’连接开关S的一端。

进一步地，所述时频分析方法包括短时傅里叶变换法、魏格纳分布法和抑制交叉干扰的魏格纳分布法。

进一步地，所述短时傅里叶变换法的过程为：

对信号分段，截取为若干段局部平稳信号；

对若干段局部平稳信号分别取傅里叶变换，得到每段信号的局部频谱；

根据不同局部频谱的差异，得到信号的时变特征。

进一步地，时间信号f(t)的窗口傅里叶变换为：

s(t)为窗函数，窗口为矩形窗或汉明窗。

进一步地，多信号的魏格纳分布为：

f(t)、g(t)分别表示两个信号，为信号f(t)、g(t)的互Wigner分布，f^*(t-τ/2)为f(t-τ/2)的共轭复数形式，g^*(t-τ/2)为g(t-τ/2)的共轭复数形式；W_f(t,ω)，W_g(t,ω)为自谱项，2Re[W_f+g(t,ω)]为干扰项。

进一步地，抑制交叉干扰的魏格纳分布为：